Bài 10. Ba định luật Niu-tơn

GV: L�M TH? GI�U
KIỂM TRA BÀI CŨ
- Löïc laø gì? Theà naøo laø hai löïc caân baèng? Ñieàu kieän caân baèng cuûa moät chaát ñieåm?
- Toång hôïp löïc laø gì? Phaùt bieåu quy taéc hình bình haønh?
NEWTON (1642-1727)
Làm thế nào để mẫu gỗ chuyển động?
Để trả lời câu hỏi này ta hãy quan sát thí nghiệm sau
Lực có cần thiết duy trì chuyển động của một vật hay không?
I.D?NH LU?T I NEWTON
Muốn mẫu gỗ chuyển động, kéo mẫu gỗ bằng dây kéo.
Khi ngừng kéo thì vật không chuyển động.Như vậy, làm thế nào để duy trì chuyển động không?
Quan sát thí nghiệm, nêu nhận xét?
Góc nghiêng càng nhỏ thì quãng đường viên bi đi được càng dài.
Galile nhận xét: - Góc nghiêng càng nhỏ mặt phẳng nghiêng càng nhẵn thì quãng đường viên bi đi được càng dài. - Góc nghiêng bằng không và mặt phẳng nghiêng rất nhẵn thì viên bi sẽ lăn với vận tốc không đổi mãi mãi.
1
2
3
Quan sát thí nghiệm, nêu nhận xét?
Ma sát càng bé, quãng đường vật đi được càng lớn.
Nếu ma sát không đáng kể, thì vật sẽ chuyển động như thế nào?
Vật chuyển động với vận tốc không đổi.
Kế thừa quan niệm của Galileo, Newton nhà bác học người Anh tiếp tục thực hiện nhiều quan sát, thí nghiệm và suy nghĩ tương tự đã phát hiện ra định luật đầu tiên làm nền tảng cho việc xây dựng cơ học. Đó là định luật 1 Newton.
Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng không, thì nó giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều.
Quan sát và giải thích hiện tượng?
Nêu vài ví dụ biểu hiện quán tính của vật?
Từ các ví dụ trên, hãy nêu khái niệm về quán tính?
Mỗi vật đều có xu hướng bảo toàn vận tốc của mình. Tính chất đó gọi là quán tính
Hãy quan sát một số hiện tượng sau:
II. ĐỊNH LUẬT II NIUTƠN
 Quan sát
II. ĐỊNH LUẬT II NIUTƠN
 Quan sát
a ~ F 
I. ĐỊNH LUẬT II NIUTƠN
 Quan sát
Ta tăng lực lên
II. ĐỊNH LUẬT II NIUTƠN
 Quan sát
Giữ nguyên lực F2, tăng khối lượng
II. ĐỊNH LUẬT II NIUTƠN
 Quan sát
II. ĐỊNH LUẬT II NIUTƠN
 Định luật :
Gia tốc của một vật luôn cùng chiều với lực tác dụng lên vật. Độ lớn của gia tốc tỉ lệ thuận với lực tác dụng lên vật và tỉ lệ nghịch với khối lượng của nó.
II. ĐỊNH LUẬT II NIUTƠN
 Công thức
4. CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA LỰC
 Điểm đặt của lực :
4. CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA LỰC
 Điểm đặt của lực :
Là vị trí mà lực tác dụng lên vật.
 Phương và Chiều của lực :
4. CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA LỰC
4. CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA LỰC
 Phương và Chiều của lực :
4. CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA LỰC
 Phương và Chiều của lực :
Là phương và chiều của gia tốc mà lực gây ra cho vật.
 Độ lớn của lực :
4. CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA LỰC
Theo định luật II Newton :
Độ lớn : F = m.a
 Độ lớn của lực :
Lực tác dụng lên vật khối lượng m gây ra cho nó gia tốc a thì có độ lớn bằng tích m.a.
4. CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA LỰC
? Trong trường hợp vật chịu nhiều lực tác dụng F1 ,F2 ,F3 ..thì Fhl là hợp lực của các lực đó:
 CỦNG CỐ :
 Phát biểu định luật I Newton ?
Phát biểu định luật II Newton ?
?Quán tính là gì ?
*Chọn câu đúng:
1.Một vật đang chuyển động với vận tốc 3m/s.Nếu bỗng nhiên các lực tác dụng lên nó mất đi, thì: A.Vật dừng lại. B.Vật đổi hướng chuyển động. C.Vật chuyển động chậm dần rồi mới dừng lại. D.Vật chuyển động thẳng đều với vận tốc 3m/s.
2.A.Nếu không chịu lực nào tác dụng thì mọi vật phải đứng yên. B.Vật chuyển động được là nhờ có lực tác dụng lên nó. C.Khi không còn lực nào tác dụng lên vật nữa, thì vật đang chuyển động sẽ lập tức dừng lại. D.Khi thấy vận tốc của vật thay đổi thì chắc chắn là đã có lực không cân bằng tác dụng lên vật.
3.Tại sao ở nhiều nước lại bắt buộc người lái xe và những người ngồi trong xe ô tô phải khoác một vòng dây qua ngực, hai đầu móc vào ghế ngồi?
*Người lái xe và những người ngồi trong xe ô tô phải khoác một vòng dây qua ngực, hai đầu móc vào ghế ngồi để tránh hiện tượng các người ngồi trong xe ô tô ngã nhào về phía trước khi xe ô tô hãm phanh đột ngột vì quán tính. Đó là khuynh hướng các người trong xe ô tô muốn bảo toàn vận tốc của mình khi xe hãm phanh.

Isaac Newton (1642 - 1727) - nhà vật lý, toán học nước Anh, người được thế giới tôn là "người sáng lập ra vật lý học cổ điển"
Niutơn xuất thân gia đình quý tộc nông thôn. Cha của Niutơn mất trước khi ông ra đời. Lúc mới sinh Niutơn ốm yếu, quặt quẹo. Bà mẹ quan tâm chăm sóc sức khỏe cho Niutơn nhiều hơn đường học vấn. Năm 12 tuổi, bà mới cho con trai đi học. Vì sức yếu, cậu thường bị các bạn bắt nạt. Cậu bèn nghỉ ra cách trả thù thú vị, là quyết tâm học thật giỏi để đứng đầu lớp. Năm 17 tuổi, Niutơn vào học ở trường Đại học tổng hợp Kembritgiơ. Thời gian còn là sinh viên, Niutơn đã tìm ra nhị thức trong toán học giải tích, được gọi là "nhị thức Niutơn". Năm 19 tuổi bắt đầu vào Đại học Cambirdge, bắt đầu nghiên cứu rộng rãi khoa học tự nhiên

Isaac Newton (1642 - 1727) - nhà vật lý, toán học nước Anh, người được thế giới tôn là "người sáng lập ra vật lý học cổ điển"
Niutơn xuất thân gia đình quý tộc nông thôn. Cha của Niutơn mất trước khi ông ra đời. Lúc mới sinh Niutơn ốm yếu, quặt quẹo. Bà mẹ quan tâm chăm sóc sức khỏe cho Niutơn nhiều hơn đường học vấn. Năm 12 tuổi, bà mới cho con trai đi học. Vì sức yếu, cậu thường bị các bạn bắt nạt. Cậu bèn nghỉ ra cách trả thù thú vị, là quyết tâm học thật giỏi để đứng đầu lớp. Năm 17 tuổi, Niutơn vào học ở trường Đại học tổng hợp Kembritgiơ. Thời gian còn là sinh viên, Niutơn đã tìm ra nhị thức trong toán học giải tích, được gọi là "nhị thức Niutơn". Năm 19 tuổi bắt đầu vào Đại học Cambirdge, bắt đầu nghiên cứu rộng rãi khoa học tự nhiên.

Năm 27 tuổi, ông được cử làm giáo sư toán ở trường Đại học nơi ông học; năm 30 tuổi, ông được bầu làm hội viên Hội khoa học hoàng gia Anh (Viện hàn lâm) và 23 năm cuối đời, ông làm chủ tịch Hội khoa học hoàng gia Anh. Ông còn là hội viên danh dự của nhiều Hội khoa học và viện sĩ của nhiều Viện hàn lâm.
Thành tựu khoa học của ông trên nhiều lĩnh vực, tích vi phân ông sáng lập là một cột mốc trong lịch sử toán học; giải thích về các loại màu sắc củavật thể đã mở đường sáng lập khoa học quang phổ. Cống hiến lớn khiến tên tuổi ông trở thành bất tử là Ba định luật về chuyển động đặt cơ sở lý luận cho lực học kinh điển, quan trọng nhất là "Nguyên lý vạn vật hấp dẫn". Đây là nguyên lý cơ sở cho những phát minh vật lý học, cơ học, thiên văn học trong nhiều thế kỷ. Một lần, Newton trông thấy quả táo rụng từ trên cây xuống, ông liền nghĩ đến những nguyên nhân về sự rơi của các vật và tìm ra sức hút của quả đất.
Những phát kiến về thiên văn học của Niutơn dựa vào định luật vạn vật hấp dẫn đã giáng đòn chí mạng vào uy tín của giáo hội. Bọn bảo vệ tôn giáo đã phản ứng lại một cách quyết liệt đầy căm phẫn trước những phát minh về thiên văn học của Niutơn. Do ảnh hưởng của giáo hội, nhiều trường đại học ở châu Âu đến tận thế kỷ XIX vẫn cấm dạy môn cơ học, những vấn đề có liên quan đến định luật vạn vật hấp dẫn của Newton.



Đứa trẻ khéo tay.

Lúc nhỏ Newton là đứa trẻ ít nói nhưng ông rất thích thủ công nghệ, thường xuyên tự thiết kế và làm ra các đồ chơi tinh xảo. Mọi người đều rất thích chúng, đặc biệt là diều của ông làm, nó vừa đẹp vừa bao nhanh và bay cao.
Vào một chiều nọ ông buộc một chiếc đèn lồng xinh xẻo vào chiếu diều của mình và thả lên trời, trông giống như một ngôi sao trên trời. Mọi người trong thôn đều chạy ra xem cho rằng xuất hiện sao chổi. Khi biết đó là diều của Newton thả thì mọi người đều tấm tắc khen. Những thứ  Newton làm ra đều rất lạ và cũng rất đẹp. Ông tự tay làm chiếc chong chóng đặt ở đầu nhà, khi ông đi xem chiếc chong chóng lắp ở thôn bên, về nhà ông mô phỏng làm một chiếc như vậy. Để cho nó quay cả được khi không có gió, ông đặt trong lồng của cánh quạt một con chuột, khi con chuột động đậy là chong chóng quay liên tục.
Quả táo chín rồi, tại sao lại rơi xuống đất? Tài vì gió thổi chăng? Không phải, khoảng không rộng mênh mông, tại sao lại phải rơi xuống mà không bay lên trời? Như vậy trái đất có cái gì hút nó sao? Mọi vật trên trái đất đều có sức nặng, hòn đã ném đi rốt cuộc lại rơi xuống đất, trọng lượng của mọi vật có phải là kết quả của lực hút trái đất không?
Học xong tiểu học, Newton còn làm ra chiếc "đồng hồ nước". Ông dùng một chiếc thùng đựng nước nhỏ, dưới đáy có một lỗ nhỏ có nút, tháo nút ra nước sẽ nhỏ giọt xuống. Mặt nước trong thùng dần dần hạ thấp, chiếc phao trong thùng hạ thấp theo. Chiếc phao đồng thời kéo theo chiếc kim chỉ di động tý một trên mặt chiếc mâm có khắc vạch, một vạch khắc chỉ một đơn vị thời gian. trong phòng của mình Newton lắp một chiếc đồng hồ nước, ông cũng lắp cho hàng xóm một chiếc như vậy.
Thú vị hơn là Newton còn lắp cho bà con trong thôn một chiếc "đồng hồ mặt trời". Lúc hơn mười tuổi Newton quan sát thấy buổi sáng đi học bóng của mình bên trái, chiều tan học về bóng lại nằm sang phía bên kia. Mấy ngày liền đều như vậy, ông cảm thấy mặt trời chuyển động có quy luật. Như vậy chẳng phải có thể lợi dụng quy luật này làm một chiếc "Đồng hồ mặt trời" chính xác hơn sao. Thế là ông bắt đầu làm thí nghiệm, hàng ngày ông "đuổi theo" bóng nắng khắp nơi, ghi lại thay đổi vị trí từng nửa giờ, một giờ. Cuối cùng ông cũng làm xong chiếc đồng hồ bóng nắng tròn. Nó là một dụng cụ đo thời gian dựa vào bóng nắng mặt trời. Xung quanh mâm tròn của đồng hộ mặt trời ông khắp các vạch dấu đều đặn, lợi dụng sự xê dịch của bóng nắng mặt rời có thể biết được chính xác thời gian. Sau khi làm được đồng họ mặt trời Newton đặt nó ở giữa làng để nó báo giờ cho mọi người. Mọi người trong thôn gọi là "Đồng hồ Newton", nó còn được sử dụng khá lâu sau khi ông mất. Mỗi lần nhìn thấy "Đồng hồ Newton" là mọi người lại nhớ đến cậu bé khéo tay thông minh của ngày ấy.
Sau này Newton nêu ra: Mọi vật trên trái đất đều chịu sức hút của trái đất, mặt trăng cũng chịu sức hút của trái đất, đồng thời trái đất cũng chịu sức hút của mặt trăng; Trái đất chịu sức hút của mặt trời, mặt trời đồng thời cũng chịu sức hút của trái đất. Nói một cách khác là vạn vật trong vũ trụ đều có lực hấp dẫn lẫn nhau, vì có loại lực hấp dẫn này mà mặt trăng mới quay quanh trái đất, trái đất mới quay quanh mặt trời.
Chuyện quả táo rơi xuống đất chứng tỏ trái đất có lực hút quả táo, đương nhiên quả táo cũng có lực hút của quả đất, nhưng lực hút của trái đất đối với quả táo lớn nên quả táo rơi xuống đất. Nếu ta coi mặt trăng là một quả táo khổng lồ, như vậy trái đất cũng có lực hút nó, vậy tại sao nó không rơi xuống mặt đất? Vì mặt trăng là một quả táo lớn, sức hút của trái đất đối với nó không đủ để làm nó rơi xuống đất, chỉ có thể làm nó quay quanh trái đất mà thôi. Đối với mặt trời thì trái đất cũng là một quả táo khổng lồ, nó quay quanh mặt trời.
Vào buổi tối khi nhìn lên bầu trời thấy vô vàn những vì sao đang nhấp nháy, giữa chúng đều có lực hút lẫn nhau. Đây chính là định luật "Vạn vật hấp dẫn" nổi tiếng của Newton.
ngày 4/3/1727,Newton từ hội khoa học Hòang Gia Anh trở về thì ngã bệnh.Trước lúc lâm chung,Newton có lưu lại một câu nói bất hủ cho giới khoa học:
"Nếu tôi nói nhìn xa hơn một chút so với Descates, thì nguyên do là bởi tôi đã đứng được trên vai những người khổng lồ"
Để tưởng nhớ công lao của Newton, người ta đã dùng tên ông đặt cho hệ thống đo lường quốc tế.

----------------------------------------------------------------
Trước thời đại của newton, đã có rất nhiều nhà bác học lỗi lạc nghiên cứu về động lực học như a-ri-xtốt, ga-li-lê nhưng vẫn chưa có định luật nào đưa thật sự thuyết phục.
Theo quan niệm của a-ri-xtốt
Trong thực tế đời sống, nếu ta kéo một cái xethì nó chuyển động, ngừng kéo thì nó lăn tiếp một lát rồi dừng lại. Rất nhiều hiện tượng tương tự đã làm nảy sinh ý nghĩ cho rằng, muốn cho một vật duy trì được vận tốc không đổi thì phải có vật khác tác dụng lên nó. Quan niệm này được nhà triết học cổ đại a-ri-xtốt (384-322 TCN) khẳng định và truyền bá, đẵ thống trị suốt trong nhiều thế kỷ
Nhà bác học Ga-li-lê người I-ta-li-a nghi ngơ quan niệm trên và đã làm thí nghiệm để kiểm tra. Ông dùng hai máng nghiêng, rất trơn và nhẵn,bố trí ở hình a/ rồi thả một hòn bi cho lăn xuống trên máng nghiêng 1. Ông nhận thấy được hòn bi lăn được trên máng nghiêng 2 đến một độ cao gần bằng độ cao ban đầu. Khi giảm bớt góc ? của máng 2, ông thấy hòn bi lăn trên máng 2 được một đoạn đường dài hơn( hình b)
.Ông suy đoán rằng nếu hai máng rất nhẵn và nằm ngang (? = 0) thì hòn bi sẽ lăn vơi vận tốc không đổi mãi mãi (hình c)
? Thí nghiệm cho thấy, nếu ta có thể loại trừ được các tác dụng cơ học lên một vật thì vật sẽ chuyển động thẳng đều với vận tốc v vốn có của nó.

a/
α
α
b/
v
c/
1
1
1
2

2